DE2850768C2

DE2850768C2 - Luftreiniger als Vorreiniger für Verbrennungsmaschinen

Info

Publication number: DE2850768C2
Application number: DE2850768A
Authority: DE
Inventors: James E. St. Louis Park Minn. Lodstone; Richard J. St. Paul Minn. Osendorf
Original assignee: Donaldson Co Inc
Current assignee: Donaldson Co Inc
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1978-11-23
Publication date: 1982-10-14
Also published as: GB2008986A; AU4191978A; FR2410143A1; BE872291A; GB2008986B; ES475366A1; US4218223A; DE2850768A1; IT7830190A0; FR2410143B1; JPS5485479A; DE7834796U1; CA1097161A; AU509640B2; IT1100584B; JPS5738302B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftreiniger, insbesondere als Vorreiniger für Verbrennungsmaschinen mit einem Gehäuse und vertikaler Achse sowie einer zylindrischen Wandung, einem festen Deckel und einem Bodenverschluß mit einem axialen Reinluftauslaß und am Umfang der Wandung angeordneten Lufteinlaßmitteln mit Leitblechen zur Erzeugung eines Zentrifugalflusses im Gehäuse.

Ein Luftreiniger der obengenannten Art wird in der US-PS 40 14 673 beschrieben. Dabei wird dem angesaugten Luftstrom im oberen Bereich des Luftreinigers durch Leitbleche ein spiralförmig nach unten gerichteter Verlauf gegebsn, so daß schwere Partikel auf Grund der Zentrifugalkraft nach außen abwandern und durch tangentiale Reinigungsöffnungen vom Hauptluftstrom α getrennt werden, der durch den axialen Reinluftauslaß aus dem Gehäuse austritt

Neben dem spiralförmig nach unten gerichteten Hauptluftstrom existiert im oberen Teil eines Luftreinigers dieser Art ein zusätzlicher Wirbel, in den ίο insbesondere beim Betrieb in Verbindung mit landwirtschaftlichen Maschinen Partikel geringer Dichte, wie z. B. Häcksel, während des Betriebes des Luftreinigers abgelenkt werden und dort eine zentrale rotierende Masse bilden. Sobald die Maschine, die durch den Luftreiniger mit Luft versorgt wird, abgeschaltet wird, endet dieser Wirbel und alle Partikel, die sich in ihm angesammelt haben, fallen senkrecht nach unten in den Reinluftauslaß. Beim erneuten Starten der Maschine werden diese Partikel mit dem neu entstehenden Hauptluftstrom mitgeführt, was zu erheblichen Störungen führt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bildung der zentralen rotierenden Masse im oberen Teil des Luftreinigers zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß BelUftungsöffnungen zur Zuführung von Reinigungsluft in das Gehäuse oberhalb der Leitbleche vorgesehen sind.

Aus der AT-PS 1 97 139 sind bei einem Luftfilter öffnungen bekannt, die oberhalb der Lufteinlaßmittel angeordnet sind. Diese öffnungen dienen als Abfuhröffnungen für Schmutzpartikel und nicht als Belüftungsöffnungen zur Zuführung von Reinigungsluft in das Gehäuse. Bei diesem bekannten Luftreiniger erfolgt die Zufuhr der zu reinigenden Luft zudem ohne Leitbleche. In der US-PS 3199 269 wird ein Luftreiniger beschrieben, bei dem der axiale Reinluftauslaß nicht aus dem Boden, sondern aus dem Deckel herausführt und bei dem Belüftungsöffnungen zur Zuführung von Reinigungsluft in diesen Reinluftauslaß vorhanden sind. Diese Belüftungsöffnungen dienen dazu, neben dem spiralförmigen Hauptluftstrom im Gehäuse des Luftreinigers einen zweiten spiralförmigen Luftstrom innerhalb des Rein-Luftauslasses zu erzeugen. Damit entsprechen diese Belüftungsöffnungen zur Zuführung von Reinigungsluft weder in der ihnen zugrundeliegenden Aufgabe noch in deren Lösung den Belüftungsöffnungen der vorliegenden Erfindung.

Die erfindungsgemäßen Belüftungsöffnungen führen so dem Luftreiniger eine bestimmte Menge von Umgebungsluft zu, die im Verhältnis zu der Luftmenge, die durch am Umfang der Wandung angeordnete Lufteinlaßmittel mit Leitblechen in ihrer Menge relativ gering ist, die aber ausreicht, um sowohl hinsichtlich ihrer Menge als auch hinsichtlich ihrer Richtung das Bilden eines zentralen Wirbels in dem oberen Teil des Vorreinigers zu verhindern, so daß hier keine Teilchenansammlung mehr erfolgen kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen definiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht auf einen Luftreiniger, wobei einige Teile weggebrochen oder im Schnitt dargestellt sind und mit sich anschließenden Mitteln, die gestrichelt dargestellt sind, in

F i g. 2 einen Teilschniitt gemäß der Linie 2-2 in F i g. 1 und in den

F i g. 3 und 4 größere Teilschnitte und Einzeldarstellungen des Luftreinigers.

Der in der Zeichnung dargestellte Luftreiniger weist ein Gehäuse 11 mit einer zylindrischen Wand 12 auf, wobei die Achse 13 vertikal ausgerichtet ist Der Boden

14 des Luftreinigers wind durch eine ringförmige Wand

15 verschlossen, durch die ein axialer Reiniuftauslaß 16 für die gereinigte Luft führt, die bei 17 mit entsprechenden Schlitzen zum Anschluß einer Klammer 18 ausgerüstet ist, die zu einer vertikalen Leitung 19 gehört, die zu einer nicht dargestellten Maschine führt, an die der Luftreiniger angeschlossen werden soll. Der Reinluftauslaß Ib führt in das Gehäuse 11 um ein gewisses Maß hinein, um damit in Verbindung mit der Wand 12 eine ringförmige Kammer 20 zu schaffen. Die Wand 15 ist dicht mit dem Gehäuse 11 bei 21 und bei 22 mit dem Reinluftauslaß 16 verbunden. Ein solider Deckel 23 wird in das Gehäuse 11 am oberen Ende dicht und fest eingesetzt und ist vorzugsweise mit einer Regenkappe 24 verbunden.

Ein Satz von zehn nach innen gerichteten Leitblechen 25 ist gleichmäßig verteilt im oberen Bereich des Gehäuses 11 angeordnet, um somit den Haupteinlaß für die Umgebungsluft für den Luftreiniger zu schaffen. Die Leitbleche 25 sind wendelförmig ausgerichtet mit einer Wendelachse von 35°, um der eintretenden Luft eine tangentiale und leicht nach unten gerichtete Bewegungskomponente zu erteilen. Eine seitliche Auslaßöffnung 26 ist nahe dem Boden 14 des Gehäuses U vorgesehen, und zwar unterhalb der Oberkante des Reinluftauslasses 16. Mit dieser öffnung ist eine Tangentialleitung 27 verbunden, die mit der Leitung 28 an eine entsprechende Ansaugvorrichtung 30 angeschlossen werden kann, die über die Abgasleitung einer Maschine betrieben werden kann, wobei die Zuführung bei 31 erfolgt Die Richtung der Tangentialleitung 27 wird auf die Flußrichtung der Luft durch den Luftreiniger abgestimmt und der Ausfluß durch die Leitung 28 kann bei etwa 10% der Gesamtausflußmenge der Vorrichtung liegen.

Am oberen Ende des Luftreinigers an der Unterkante der inneren Fläche der Verschlußvorrichtung 23 ist eine Anzahl von Belüftungsöfi'nungen 32 symmetrisch um die Achse 13 des Gehäuses 11 angeordnet. In der Zeichnung sind vier solcher Belüftungsöffnunger. 32 vorgesehen und höchstwahrscheinlich ist dies die kleinste Anzahl, die erforderlich ist. Die Symmetrie und axiale Anordnung dieser Belüftungsöffnungen 32 ist kritischer als ihre tatsächliche Größe und Anzahl. Hierbei wurde gefunden, daß der Gesaiimteinlaßbereich der Belüftungsöffnungen 32 etwa einem 15tel des Bereiches der Leitbleche 25 entsprechen sollte und daß ein solcher Wert vollkommen ausreichend ist, um einen Wirbeleffekt von Häcksel und damit ein Ansammeln von Häcksel im oberen Teil des Luftreinigers zu vermeiden.

Bei einer erfolgreichen erprobten Ausführungsform

wurden folgende Werte gefunden:

Durchmesser des Gehäuses 11	22,9 cm
Länge des Gehäuses 11	24,8 cm
Anzahl der Leitbleche 25	10
Gesamtleitblechbereich	96,7 cm²
Anzahl der Belüftungsöffnungen 32	4
Gesamter Einlaßbereich	6,4 cm²
Durchmesser
des Reinluftauslasses 16	11,4 cm
Durchmesser
der Spülauslaßöffnung 26	3,8 cm
Durchsatzleistung	12,7 cm³/
	min
Widerstand bei 12,7 mVmin	101 mm
	H₂O

Die Wirkungsweise des Luftreinigers ist wie folgt: Wenn die nicht dargestellte Verbrennungsmaschine arbeitet, wird Luft durch die Leitung 19 angesaugt und die Abgase der Maschine werden bei 31 der Ansaugvorrichtung 30 zugeführt, so daß ein Ansaugeffekt an der Auslaßöffnung 26 erzielt wird. Hieraus resultiert, daß Luft in den Luftreiniger durch die Leitbleche 25 hindurch angesaugt wird und in einem geringeren Ausmaß durch die Belüftungsöffnungen 32, um durch den Reinluftauslaß 16 und in einem kleineren Ausmaß durch die Tangentialleitung 27 zu fließen. Der Hauptluftstrom im Gehäuse 11 ist wendelförmig nach unten gerichtet und die Drehkomponente bewirkt eine Zentrifugalwirkung der Feststoffteilchen radial nach außen, um dann auf Grund der Schwerkraft nach unten in den Bereich der inneren Wandung des Gehäuses 11 in die ringförmige Kammer 20 geführt zu werden. Von hier werden diese Teilchen durch die Ansaugkraft durch die Leitung 28 abgeführt und mit den Abgasen über die Ansaugvorrichtung 30 abgegeben.

Da die Umgebungsluft innerhalb der Luftleitbleche 25 beschleunigt wird, werden einige der Feststoffteilchen an der Rückseite des folgenden Leitbleches anstoßen und nach oben abgelenkt, noch immer mit einer gewissen tangentialen Bewegungskomponente. Diese Partikelchen gelangen in den kleinen, anfangs radial gerichteten Luftstrom, der durch die Belüftungsöffnun gen 32 zugeführt wird und werden mit diesem Luftstrom getragen, wenn dieser nach unten und dann wendelförmig verläuft, wobei er sich mit dem Hauptstrom vermischt, so daß nicht nur die vorerwähnten abgelenkten Feststoffpartikelchen, sondern auch alle die Feststoffpartikelchen, die durch die Belüftungsöffnungen 32 angesaugt worden sind, durch Zentrifugalkraft abgeschieden und abgeführt werden.

Auf Grund der Wirkung der Belüftungsöffnungen 32 besteht für Feststoffteilchen keinerlei Möglichkeit, sich

als umlaufende Masse im oberen Teil des Luftreinigers aufzubauen, da dieser Bereich stets von der durch die öffnungen 32 eintretenden Luft gereinigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Luftreiniger, insbesondere als Vorreiniger für Verbrennungsmaschinen mit einem Gehäuse und vertikaler Achse sowie einer zylindrischen Wandung, einem festen Deckel und einem Bodenverschluß mit einem axialen Reinluftauslaß und am Umfang der Wandung angeordneten Lufteinlaßmittelii mit Leitblechen zur Erzeugung eines Zentrifugal-Luftflusses im Gehäuse, gekennzeichnet durch Belüftungsöffnungen (32) zur Zuführung von Reinigungsluft in das Gehäuse (11) oberhalb der Leitbleche (25).

2. Luftreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der zylindrischen Wandung des Gehäuses und dem axialen Reinluftausiaß gebildete ringförmige Kammer (20; eine seitliche Auslaßöffnung (26) unterhalb des oberen Endes des Reinluftauslasses (16) aufweist, daß die am Umfang der Wandung angeordneten Leitbieche (25) wendelförmig angeordnet sind und sich die Belüftungsöffnungen (32) in der Nähe des Deckels (23) befinden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (23) eine Regenkappe (24) aufweist, die die Belüftungsöffnungen (32) übergreift

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsöffnungen (32) gleichmäßig über den Umfang der Wandung verteilt sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (25) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der öffnungen für die Hauptluft und die Zusatzluft im Verhältnis 15:1 steht.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch den Anschluß des Reinluftauslasses (16) an die Einlaßleitung einer Verbrennungsmaschine und den Anschluß der Auslaßöffnung (26) an die Auspuffleitung (30) der Maschine.

8. Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Zentrifugalreinigung von Luft als Vorreinigung für Verbrennungsmaschinen ein kleiner Luftanteil als Zweitluftstrom in den Reiniger im Bereich des oberen Endes desselben zugeführt wird.